All-electric all-semiconductor spin field-effect transistors

自旋晶体管 自旋电子学 晶体管 自旋等离子体光子学 旋转 自旋(空气动力学) 场效应晶体管 自旋工程 物理 凝聚态物理 半导体 旋转泵 自旋霍尔效应 光电子学 自旋极化 电子 量子力学 电压 热力学 铁磁性
作者
Pojen Chuang,Sheng-Chin Ho,L. W. Smith,F. Sfigakis,M. Pepper,Chin-Hung Chen,Ju-Chun Fan,J. P. Griffiths,I. Farrer,H. E. Beere,G. A. C. Jones,D. A. Ritchie,Tse‐Ming Chen
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:10 (1): 35-39 被引量:334
标识
DOI:10.1038/nnano.2014.296
摘要

Two quantum point contacts are used to respectively inject and detect spins by purely electrical means in an all-semiconductor spin transistor. The spin field-effect transistor envisioned by Datta and Das1 opens a gateway to spin information processing2,3. Although the coherent manipulation of electron spins in semiconductors is now possible4,5,6,7,8, the realization of a functional spin field-effect transistor for information processing has yet to be achieved, owing to several fundamental challenges such as the low spin-injection efficiency due to resistance mismatch9, spin relaxation and the spread of spin precession angles. Alternative spin transistor designs have therefore been proposed10,11, but these differ from the field-effect transistor concept and require the use of optical or magnetic elements, which pose difficulties for incorporation into integrated circuits. Here, we present an all-electric and all-semiconductor spin field-effect transistor in which these obstacles are overcome by using two quantum point contacts as spin injectors and detectors. Distinct engineering architectures of spin–orbit coupling are exploited for the quantum point contacts and the central semiconductor channel to achieve complete control of the electron spins (spin injection, manipulation and detection) in a purely electrical manner. Such a device is compatible with large-scale integration and holds promise for future spintronic devices for information processing.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
珹钰钰完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Luojiayi完成签到,获得积分10
1秒前
何文珍发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
大模型应助wuhuhu采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.2应助zbidnh采纳,获得30
4秒前
慕容松完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
柏果完成签到,获得积分10
6秒前
ljx完成签到,获得积分10
7秒前
丘比特应助Xie采纳,获得10
8秒前
8秒前
思源应助xx采纳,获得10
8秒前
差异显著完成签到,获得积分10
9秒前
香蕉觅云应助何文珍采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI6.2应助斯文画板采纳,获得10
10秒前
10秒前
Oasis完成签到,获得积分10
10秒前
Itazu完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Lemon发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
Ava应助Qiaoqiao采纳,获得10
12秒前
蓝莓酱蘸橘子完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
拾染完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
wuhuhu发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
bubble完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
YYMY2022完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6558238
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8341642
关于积分的说明 17872274
捐赠科研通 5677554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2941084
邀请新用户注册赠送积分活动 1916888
关于科研通互助平台的介绍 1788227